刻蝕方法、在半導(dǎo)體基材上形成凹槽的方法、pmos晶體管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種刻蝕方法、在半導(dǎo)體基材上 形成凹槽的方法、PM0S晶體管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體制作工藝中，通常需要對待刻蝕器件進(jìn)行各向異性濕法刻蝕，以形成所 需的器件結(jié)構(gòu)。比如凹槽、通孔和開口等。目前，常用的各向異性濕法刻蝕腐蝕劑有四甲基 氫氧化銨、氫氧化鉀和氨水等。其中四甲基氫氧化銨具有優(yōu)異的腐蝕性能，逐漸成為半導(dǎo)體 制作工藝中主要的腐蝕劑。然而在采用四甲基氫氧化銨進(jìn)行各向異性濕法刻蝕時，刻蝕后 形成的器件結(jié)構(gòu)往往會發(fā)生變形，進(jìn)而使得所制得器件的性能下降。
[0003]例如，在器件上形成通孔的制作過程中，通常需要采用四甲基氫氧化銨對器件進(jìn) 行各向異性刻蝕，以形成具有特性形狀的通孔（比如梯形通孔)，提高通孔與所填充物質(zhì)之 間的結(jié)合力。然而采用四甲基氫氧化銨對器件進(jìn)行刻蝕后，所形成的通孔側(cè)壁會形成凹陷 結(jié)構(gòu)，降低通孔與所填充物質(zhì)之間的結(jié)合力，進(jìn)而使得所制得器件的性能下降。
[0004]又例如，在PM0S晶體管的制作過程中，通常包括在襯底上形成凹槽，并在凹槽中 沉積硅鍺層的步驟，以通過硅鍺層對PM0S晶體管的溝道區(qū)施加適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力，進(jìn)而提高 PM0S晶體管中的載流子遷移率。其中，上述凹槽通常是采用四甲基氫氧化銨刻蝕襯底形成 的。然而四甲基氫氧化銨的濕法刻蝕會導(dǎo)致凹槽的形狀發(fā)生改變，從而導(dǎo)致后續(xù)形成的硅 鍺層的結(jié)構(gòu)不均勻，進(jìn)而降低了所制得PM0S晶體管的性能。
[0005]隨著半導(dǎo)體器件的集成度越來越高，器件的特征尺寸越來越小。因此，由四甲基氫 氧化銨導(dǎo)致的刻蝕器件結(jié)構(gòu)變形更容易使得半導(dǎo)體器件性能下降，甚至使得半導(dǎo)體器件失 效。目前，尚沒有解決上述問題的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請旨在提供一種刻蝕方法、在半導(dǎo)體基材上形成凹槽的方法、PM0S晶體管及 其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用四甲基氫氧化銨溶液進(jìn)行刻蝕時，器件結(jié)構(gòu)易發(fā)生變 形的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種刻蝕方法，該方法包括： 在無光的條件下采用四甲基氫氧化銨溶液對待刻蝕器件進(jìn)行刻蝕的步驟。
[0008]進(jìn)一步地，在本申請上述的刻蝕方法中，四甲基氫氧化銨溶液包括四甲基氫氧化 銨和水，四甲基氫氧化銨溶液中四甲基氫氧化銨的濃度為2~4%，優(yōu)選為2. 38%。
[0009]進(jìn)一步地，在本申請上述的刻蝕方法中，四甲基氫氧化銨溶液的刻蝕溫度為25~ 40°C，刻蝕時間為60~400s。
[0010] 進(jìn)一步地，在本申請上述的刻蝕方法中，在對待刻蝕器件進(jìn)行刻蝕的步驟之前，采 用HF溶液清洗待刻蝕器件，以清洗去除所述待刻蝕器件表面上的氧化物。
[0011] 進(jìn)一步地，在本申請上述的刻蝕方法中，HF溶液中冊和1120的體積比為1:100~ 500,HF溶液的清洗溫度為25~40°C，清洗去除的氧化物的厚度為10~20A.
[0012] 根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種在半導(dǎo)體基材上形成凹槽的方法，包括采用 四甲基氫氧化銨溶液對半導(dǎo)體基材進(jìn)行刻蝕形成凹槽，其中刻蝕半導(dǎo)體基材的方法為本申 請?zhí)峁┑目涛g方法。
[0013] 進(jìn)一步地，在本申請上述的方法中，在采用四甲基氫氧化銨溶液對半導(dǎo)體基材進(jìn) 行刻蝕之前，先采用干法刻蝕在半導(dǎo)體基材上形成一個預(yù)凹槽，再采用四甲基氫氧化銨溶 液對預(yù)凹槽進(jìn)行進(jìn)一步刻蝕以形成凹槽。
[0014] 本申請還提供了一種PM0S晶體管的制作方法，包括在襯底上形成凹槽，并在凹槽 中沉積硅鍺層的步驟，其中凹槽通過本申請?zhí)峁┑脑诎雽?dǎo)體基材上形成凹槽的方法制作而 成。
[0015] 進(jìn)一步地，在本申請上述的PM0S晶體管的制作方法中，還包括在襯底上形成隔離 溝槽和柵極的步驟，形成隔離溝槽和柵極的步驟在沉積硅鍺層的步驟之后進(jìn)行，包括在襯 底中硅鍺層遠(yuǎn)離欲形成柵極的位置的一側(cè)形成隔離溝槽，以及在襯底上欲形成柵極的位置 形成柵極。
[0016] 本申請還提供了一種PM0S晶體管，該P(yáng)M0S晶體管由上述方法制作而成。
[0017] 應(yīng)用本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，通過在無光的條件下采用四甲基氫氧化銨溶液對待 刻蝕器件進(jìn)行刻蝕，從而形成了所需器件。在無光的條件下對待刻蝕器件進(jìn)行刻蝕，能夠改 善由光照引起的四甲基氫氧化銨中的0H1舌性的下降問題，進(jìn)而相對提高四甲基氫氧化銨 溶液選擇性刻蝕的活性，從而避免了因四甲基氫氧化銨溶液選擇性刻蝕的活性而導(dǎo)致的刻 蝕器件結(jié)構(gòu)的過度變形。
【附圖說明】
[0018] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了根據(jù)本申請實施例1所得PM0S晶體管的SEM照片；以及
[0020] 圖2示出了根據(jù)本申請對比例1所得PM0S晶體管的SEM照片。
【具體實施方式】
[0021] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本申請。
[0022] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0023] 正如【背景技術(shù)】中所介紹的，采用四甲基氫氧化銨溶液進(jìn)行刻蝕時，器件結(jié)構(gòu)易發(fā) 生變形。針對這一問題，本申請的發(fā)明人進(jìn)行了大量的理論與實驗研究。發(fā)明人在一次偶 然的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，在光照的條件下四甲基氫氧化銨溶液中的0JT容易與溶液中的雜質(zhì) 離子(例如金屬離子)發(fā)生絡(luò)合，或者與器件表面的化學(xué)鍵（比如H鍵)相結(jié)合，從而導(dǎo)致0IT 的活性下降，使得四甲基氫氧化銨溶液選擇性刻蝕的活性的下降，進(jìn)而造成經(jīng)刻蝕形成的 器件結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。
[0024] 為了解決上述問題，本申請的發(fā)明人提出了一種刻蝕方法。該刻蝕方法包括：在無 光的條件下采用四甲基氫氧化銨溶液對待刻蝕器件進(jìn)行刻蝕的步驟。在無光的條件下對待 刻蝕器件進(jìn)行刻蝕，能夠改善由光照引起的四甲基氫氧化銨中的〇!T活性的下降問題，進(jìn) 而相對提高四甲基氫氧化銨溶液選擇性刻蝕的活性，從而避免了因四甲基氫氧化銨溶液選 擇性刻蝕的活性而導(dǎo)致的刻蝕器件結(jié)構(gòu)的過度變形。在上述刻蝕方法中，"無光"為光照強(qiáng) 度低于0.lLx(為OLx)或者等于OLx的情況。上述光照強(qiáng)度的條件能夠改善由光照引起 的四甲基氫氧化銨中的0H1舌性的下降問題，進(jìn)而相對提高四甲基氫氧化銨溶液選擇性刻 蝕的活性，從而避免了因四甲基氫氧化銨溶液選擇性刻蝕的活性而導(dǎo)致的刻蝕器件結(jié)構(gòu)的 過度變形。上述四甲基氫氧化銨溶液的選擇性刻蝕的活性與四甲基氫氧化銨溶液的組成有 關(guān)。在一種優(yōu)選實施方式中，四甲基氫氧化銨溶液包括四甲基氫氧化銨和水，四甲基氫氧化 銨濃度為2~4%，更優(yōu)選為2. 38%。具有上述組成的四甲基氫氧化銨溶液具有較高的選擇 性刻蝕活性，進(jìn)而避免了刻蝕形成的器件結(jié)構(gòu)的變形。